KR20220107536A - Method and system for robust face recognition system to wearing a mask - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 얼굴 인식 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 딥러닝 기술을 사용하는 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to face recognition technology, and more particularly, to a face recognition method and system robust to wearing a mask using deep learning technology.
얼굴 인식(Face Recognition) 기술이란 생체인식(Biometrics) 분야 중의 하나로써 사람마다 얼굴에 담겨있는 고유한 특징 정보를 이용하여 기계가 자동으로 사람을 식별하고 인증하는 기술을 의미하는 것으로서, 비밀번호 등에 의한 기존의 인증방식에 비해 보안성이 뛰어나 최근 다양한 분야에서 널리 이용되고 있다.Face Recognition technology is one of the fields of biometrics. It refers to a technology in which a machine automatically identifies and authenticates a person using the unique feature information contained in each person's face. It has superior security compared to the authentication method, and has been widely used in various fields recently.
종래의 얼굴 인식 방법은 IFT, SURF, BSIF와 같은 전통적인 알고리즘으로 얼굴 인식을 수행하였으나, 최근에는 이러한 알고리즘을 딥러닝 방법으로 대체하여 높은 인식 성능을 제공하고 있다.Conventional face recognition methods perform face recognition with traditional algorithms such as IFT, SURF, and BSIF, but recently, these algorithms have been replaced with deep learning methods to provide high recognition performance.
하지만, 종래의 얼굴 인식 방법은 동일인임에도 불구하고 다른 환경에서 얼굴이 촬영되는 경우 동일인임을 구별해 내지 못한다는 문제점이 있다. However, there is a problem in that the conventional face recognition method cannot distinguish the same person when a face is photographed in different environments despite the same person.
또한, 종래의 얼굴 인식 방법은 마스크 착용과 같이 얼굴의 일부가 가려진 경우에 인식을 시도하면 제 성능을 내지 못하는 문제점이 있다. Also, the conventional face recognition method has a problem in that it does not perform well when recognition is attempted when a part of the face is covered, such as wearing a mask.
따라서 마스크를 쓰면 가려지는 부분을 제외하고 눈 주변 영역만을 사용해 얼굴 인식이 가능한 모델이 포함되어야 한다.Therefore, it is necessary to include a model that can recognize faces using only the area around the eyes, excluding the areas covered by the mask.
본 발명은 이미지로 학습시킨 딥러닝 모델을 통해 마스크 착용 여부와 관계없이 얼굴 인식을 할 수 있는 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법 및 시스템을 제공한다.The present invention provides a face recognition method and system robust to wearing a mask that can recognize a face regardless of whether or not a mask is worn through a deep learning model trained with an image.
본 발명의 일 측면에 따르면, 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법 및 시스템을 제공한다. According to one aspect of the present invention, there is provided a face recognition method and system robust to wearing a mask.
본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템은 수집한 이미지 데이터를 라벨링하고, 라벨링한 이미지 데이터를 이용하여 딥러닝 네트워크 모델을 학습하는 학습부; 사용자 얼굴 이미지를 입력하는 입력부; 상기 입력된 얼굴 이미지의 마스크 착용 여부를 감지하는 감지부; 상기 마스크 착용 여부에 기초하여 이미지 전처리를 수행하는 전처리부; 및 이미지 전처리 수행 결과와 데이터 베이스에 기 저장된 사용자 얼굴 이미지를 비교하여 일치 및 불일치 여부를 판단하는 판단부를 포함할 수 있다.A face recognition system robust to wearing a mask according to an embodiment of the present invention includes: a learning unit for labeling collected image data, and learning a deep learning network model using the labeled image data; an input unit for inputting a user's face image; a sensing unit for detecting whether a mask is worn on the input face image; a preprocessor for performing image preprocessing based on whether the mask is worn; and a determination unit that compares the image pre-processing result and the user's face image pre-stored in the database to determine whether they match or not.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전처리부는 상기 입력된 사용자 얼굴 이미지가 마스크를 착용하지 않은 경우, 상기 입력된 사용자 얼굴 이미지에서 얼굴 전체 영역의 이미지를 크롭할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, when the input user's face image does not wear a mask, the preprocessor may crop an image of an entire face region from the input user's face image.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 판단부는 상기 입력된 이미지가 마스크를 착용하지 않은 경우, 상기 얼굴 전체 영역의 이미지를 상기 데이터 베이스에 기 저장된 사용자 얼굴 이미지와의 일치 및 불일치 여부를 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the input image does not wear a mask, the determination unit may determine whether the image of the entire face area matches or does not match the user's face image pre-stored in the database. have.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 전처리부는 상기 입력된 사용자 얼굴 이미지가 마스크를 착용하는 경우, 상기 입력된 사용자 얼굴 이미지에서 눈 주변 영역의 이미지를 크롭할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the inputted user's face image wears a mask, the preprocessor may crop an image of a region around the eyes from the inputted user's face image.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 판단부는 상기 입력된 이미지가 마스크를 착용한 경우, 상기 눈 주변 영역의 이미지를 상기 데이터 베이스에 기 저장된 사용자 얼굴 이미지와의 일치 및 불일치 여부를 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, when the input image is wearing a mask, the determination unit may determine whether the image of the area around the eye matches or does not match the user's face image pre-stored in the database. .
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법 및 시스템은 얼굴 인식 시스템에서 마스크 착용을 감지하여 마스크를 쓰고 있을 때에도 벗거나 내릴 필요 없이 얼굴 인식을 할 수 있는 장점이 있다. According to an embodiment of the present invention, the face recognition method and system robust to wearing a mask has an advantage in that the face recognition system detects wearing of the mask and can perform face recognition without taking off or lowering the mask even when wearing the mask.
또한, 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법 및 시스템은 원샷 학습(one shot learning)이 가능한 샴 네트워크(siamese network)를 사용하였기 때문에 적은 데이터로 얼굴 인식 정확도를 높일 수 있는 장점이 있다. In addition, the face recognition method and system robust to wearing a mask has an advantage in that it is possible to increase the accuracy of face recognition with less data because a Siamese network capable of one-shot learning is used.
또한 기존 얼굴 인식 시스템에 등록된 데이터베이스를 그대로 사용하여 얼굴 인식이 가능하기 때문에 데이터베이스 구축 시간과 비용이 발생하지 않는 장점이 있다.In addition, since face recognition is possible by using the database registered in the existing face recognition system as it is, there is an advantage in that the database construction time and cost are not incurred.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법은 얼굴과 눈의 움직임의 상관 관계를 분석하는 것으로 눈 움직임만을 이용한 치매 스크리닝 방법보다 정확한 측정이 가능하다.According to an embodiment of the present invention, the face recognition method robust to wearing a mask analyzes the correlation between the facial and eye movements, and more accurate measurement than the dementia screening method using only eye movements is possible.
도 1 내지 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법을 설명하기 위하 도면들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 딥러닝 네트워크 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법의 딥러닝 모델을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법의 ROC 커브를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 to 3 are views for explaining a face recognition method robust to wearing a mask according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining a deep learning network model according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram for explaining a deep learning model of a face recognition method robust to wearing a mask according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for explaining an ROC curve of a face recognition method robust to wearing a mask according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining a face recognition system robust to wearing a mask according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 단수 표현은, 달리 언급하지 않는 한 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail through the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Also, as used in this specification and claims, the terms "a" and "a" and "a" are to be construed to mean "one or more" in general, unless stated otherwise.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. do it with
도 1는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법을 설명하기 위하 도면들이다.1 is a view for explaining a face recognition method robust to wearing a mask according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 영상 처리에 사용되는 딥러닝 네트워크를 활용하여 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법을 수행할 수 있다. 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법은 얼굴이 촬영되는 장소나 조명, 마스크의 착용에도 영향을 받지 않는 얼굴 인식 방법이다.Referring to FIG. 1 , a
S10 단계에서 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 얼굴 인식을 위해 수집된 얼굴 이미지 데이터에 라벨링 작업을 할 수 있다.In step S10 , the
S20 단계에서 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 라벨링 된 이미지를 사용하여 얼굴 인식에 사용할 네트워크 모델을 학습할 수 있다. 이때, 네트워크 모델은 샴 네트워크(siamese network)이 사용될 수 있다.In step S20 , the
마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 샴 네트워크(siamese network) 모델을 통해 입력된 이미지와 얼굴 데이터베이스(DB) 내에 등록된 이미지에 대해 컨볼루션을 거쳐 특징벡터를 생성한 후, 두 특징벡터의 거리를 계산하여 가장 거리가 작은 이미지에 대하여 임계치 미만이면 동일 인물이라는 결과를 산출할 수 있다. 이러한 샴 네트워크(siamese network)는 원샷 학습(one-shot learning)이 가능하여 적은 양의 데이터에 대해서 효율적으로 학습할 수 있다.The
마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 입력된 두 개의 이미지 특징벡터간 거리(distance)를 구한 후 수학식 1의 대비 손실(contrastive loss)함수를 샴 네트워크(siamese network) 학습에 사용할 수 있다. W는 weight, Y는 label, 과 는 각각 input image의 특징벡터를 의미하고, margin을 뜻하는 m은 2.0으로 설정하였다. Dw는 두 특징벡터 간의 유클리디언 거리(Euclidean distance)이다. 만약 과 가 동일 인물(genuine pair)이라면 Y=0이고, 다른 인물(imposter pair)이면 Y=1이 할당된다. 따라서 이 함수에 의하면 동일 인물(genuine pair)의 거리(distance)를 더욱 낮게 예측할수록, 동일 인물(imposter pair)의 거리(distance)를 더욱 높게 예측할수록 L값은 작아진다. 이때, 본 발명에 따른 샴 네트워크 모델은 L값이 최소가 되는 방향으로 학습할 수 있다.The
[수학식 1][Equation 1]
따라서, 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 샴 네트워크(siamese network) 모델을 통해 마스크를 쓰지 않은 흑백의 얼굴 데이터와, 마스크를 착용한 얼굴 데이터를 수집하여 마스크를 착용한 얼굴 인식 모델을 학습할 수 있다.Therefore, the
S30단계에서 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 사용자 얼굴 이미지를 네트워크 모델에 입력할 수 있다.In step S30 , the
S35 단계에서 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 사용자 얼굴 이미지를 얼굴 데이터베이스에 등록할 수 있다. 이때, 데이터베이스에 등록된 사용자 얼굴 이미지는 마스크를 쓰지 않은 사용자의 얼굴 전체를 포함하는 이미지 일수 있다.In step S35 , the
S40단계에서 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 입력된 이미지의 마스크 착용 여부를 감지할 수 있다.In step S40, the
S50 단계에서 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 입력된 이미지가 마스크를 착용하지 않은 경우, 얼굴 전체(full face) 영역의 이미지 전처리를 수행할 수 있다.In step S50 , the
마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 얼굴 전체(full face) 영역의 이미지 전처리를 위해 Adrian method를 사용하여 얼굴의 랜드마크(landmark)를 검출할 수 있다. The
도 2에 도시된 바와 같이, 마스크를 착용하지 않은 얼굴 이미지(20)에서 얼굴 전체 영역(30), 눈 주변 영역(40)의 두 가지 영역으로 크롭(crop)할 수 있다. 이때, 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 마스크를 쓴 데이터의 전처리를 위해 크롭(crop)할 위치에 바운딩 박스(bounding box)를 생성할 수 있다. 이때, 입력 이미지 내에서 얼굴 전체 영역의 크기는 120×120, 눈 주변 영역의 크기는 91×64로 resize될 수 있다.As shown in FIG. 2 , in the
다시 도 1을 참조하면, S60 단계에서 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 얼굴 전체(full face) 이미지 전처리를 수행한 경우, 얼굴 전체(full face)를 인식할 수 있다. 이를 위해, 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 학습된 네트워크 모델의 입력 이미지와 얼굴 데이터베이스에 등록된 사용자 얼굴 이미지를 비교하여 일치 및 불일치 여부를 판단할 수 있다.Referring again to FIG. 1 , in step S60 , the
즉, 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 사용자의 얼굴이 입력되면 마스크 착용 여부를 먼저 확인한 후, 마스크를 착용하지 않았을 시에는 얼굴 전체(full face)를 사용하여 얼굴 인식을 수행할 수 있다.That is, the
S70단계에서 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 얼굴 사진이 마스크를 착용한 경우, 마스크에 가려지지 않은 눈 주변 영역(periocular)의 전처리를 수행할 수 있다.In step S70 , the
마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 눈 주변 영역(periocular)의 전처리를 아드리안 메소드(Adrian method)를 사용하여 얼굴의 랜드마크(landmark)를 검출할 수 있다.The
도 3에 도시된 바와 같이, 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 마스크를 착용한 얼굴 이미지(50)에서 얼굴 전체 영역(60), 마스크에 가려지지 않은 눈 주변 영역(70)을 크롭(crop) 할 수 있다. 이때, 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 마스크를 쓴 데이터의 전처리를 위해 크롭(crop)할 위치에 바운딩 박스(bounding box)를 생성할 수 있다.3, the
다시 도 1을 참조하면, S80단계에서 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)이 눈 주변 영역(periocular) 이미지 전처리를 수행하여 이미지 내의 눈 주변 영역(periocular)을 인식할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , in step S80 , the
이후, 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 학습된 네트워크 모델의 입력 이미지와 얼굴 데이터베이스에 등록된 사용자 얼굴 이미지를 비교하여 일치 및 불일치 여부를 판단할 수 있다.Thereafter, the
이를 통해, 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법은 얼굴 이미지로 학습시킨 딥러닝 모델을 통해 마스크 착용 여부와 관계없이 얼굴 인식을 할 수 있게 된다. 또한 얼굴 인식을 위해 마스크를 벗어야 하는 불편함을 줄이고 안전한 방법으로 신원 확인을 할 수 있는 효과를 가질 수 있다.Through this, the face recognition method robust to wearing a mask can recognize a face regardless of whether a mask is worn through a deep learning model trained with a face image. In addition, it can have the effect of reducing the inconvenience of having to take off the mask for face recognition and verifying identity in a safe way.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 딥러닝 네트워크 모델을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a deep learning network model according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 딥러닝 네트워크 모델에 입력된 입력 이미지가 105×105로 리사이즈(resize)된 후에, 복수의 합성곱 층(convolution layer)과 복수의 최대 풀링층(max pooling layer)을 통과하여 100×1의 특징 벡터로 축소되어 거리(distance) 계산 과정을 진행할 수 있다.As shown in Figure 4, the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법의 딥러닝 모델을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining a deep learning model of a face recognition method robust to wearing a mask according to an embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 딥러닝 모델을 사용해 얼굴 이미지를 학습할 수 있다. 얼굴 인식은 입력된 이미지가 데이터베이스에 등록된 사용자 수만큼 1:1 매칭(matching)을 하는 시스템이다 이를 위해 딥러닝 모델은 샴 네트워크(Siamese network) 모델을 사용해 얼굴 이미지의 1:1 매칭(matching)을 수행할 수 있다.As shown in FIG. 5 , the
샴 네트워크(Siamese network) 모델은 샴 페이스(Siamese-face) 모델과 샴 페리오큘러(Siamese-periocular) 모델을 포함할 수 있다.The Siamese network model may include a Siamese-face model and a Siamese-periocular model.
샴 페이스(Siamese-face) 모델은 마스크 미착용 얼굴 이미지(unmasked face images)로 학습된 딥러닝 기반 모델이고, 샴 페리오큘러(Siamese-periocular) 모델은 마스크 미착용 페리오큘러 이미지(unmasked periocular images)로 학습된 딥러닝 기반 모델이다.The Siamese-face model is a deep learning-based model trained on unmasked face images, and the Siamese-periocular model is trained on unmasked periocular images. It is a deep learning-based model.
마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)이 샴 페이스(Siamese-face) 모델을 통해 마스크 미착용 이미지(unmasked images) 및 마스크 착용 이미지(masked images)를 테스트하고, 이 경우 모델의 정확도는 각각 93%, 63% 이다.A
마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)이 샴 페리오큘러(Siamese-periocular)를 통해 마스크 미착용 이미지(unmasked images) 및 마스크 착용 이미지(masked images)를 테스트하고, 이 경우 모델의 정확도가 각각 92%, 66% 이다.A face recognition system that is robust to wearing a
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법의 ROC 커브를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining an ROC curve of a face recognition method robust to wearing a mask according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 샴 페이스(Siamese-fac )모델을 마스크 착용 얼굴 이미지(masked face images)로 테스트하고, 샴 페리오큘러(Siamese-periocular) 모델을 masked periocular images로 테스트한 결과의 수신자 조작 특성 곡선(ROC curve: receiver operating characteristic curve)이다.Referring to FIG. 6 , the
이때, 도6에 도시된 그래프의 가로축은 FPR(False Positive Rate)을 의미하며, 세로축은 TPR(True Positive Rate)을 의미한다. 또한 샴 페이스(Siamese-face)모델의 곡선하면적(AUC: Area Under Curve)은 0.6936이고 Siamese-periocular 모델의 곡선하면은 0.7378이다. (True = genuine matching, False = imposter marching)In this case, the horizontal axis of the graph shown in FIG. 6 means false positive rate (FPR), and the vertical axis means true positive rate (TPR). In addition, the area under the curve (AUC) of the Siamese-face model is 0.6936 and that of the Siamese-periocular model is 0.7378. (True = genuine matching, False = imposter marching)
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템을 설명하기 위한 도면이다.7 is a view for explaining a face recognition system robust to wearing a mask according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템(10)은 학습부(100), 입력부(200), 감지부(300), 전처리부(400) 및 판단부(500)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the
학습부(100)는 라벨링 된 이미지를 사용하여 얼굴 인식에 사용할 딥러닝 네트워크 모델을 학습할 수 있다. 학습부(100)가 사용하는 딥러닝 네트워크 모델은 샴(Siamese) 네트워크 모델일 수 있다.The
입력부(200)는 사용자 얼굴 이미지를 획득할 수 있다. 얼굴 영상 이미지는 영상을 보는 얼굴을 초당 30프레임 카메라를 이용하여 20분 동안 촬영한 영상일 수 있다.The
실시예에 따라 입력부(200)는 샴 네트워크(siamese network) 모델을 통해 얼굴 이미지를 입력할 수 있다.According to an embodiment, the
감지부(300)는 입력부(200)로부터 얼굴 이미지가 입력되면 마스크 착용 여부를 판단할 수 있다.The sensing unit 300 may determine whether to wear a mask when a face image is input from the
전처리부(400)는 마스크 착용 여부에 기초하여 입력된 얼굴 이미지를 전처리 할 수 있다. 전처리부(400)는 관심영역을 추출할 수 있다.The preprocessor 400 may preprocess the input face image based on whether or not the mask is worn. The preprocessor 400 may extract a region of interest.
전처리부(400)는 추출된 관심 영역을 딥 러닝에 필요한 크기로 얼굴 영상의 크기를 조정할 수 있다. 이때 전처리부(400)는 관심영역을 추출하고 크기를 조정하여, 이미지 내에 최대한 많은 정보를 포함하도록 설정될 수 있다.The preprocessor 400 may adjust the size of the face image to a size required for deep learning using the extracted ROI. In this case, the preprocessor 400 may be set to include as much information as possible in the image by extracting the region of interest and adjusting the size.
전처리부(400)는 관심영역을 추출하기 위하여 입력된 이미지 얼굴 영상에서 아드리안 메소드(Adrian method)를 사용하여 얼굴의 랜드마크를 추출할 수 있다.The preprocessor 400 may extract the landmark of the face by using the Adrian method from the input image face image in order to extract the region of interest.
전처리부(400)는 추출된 랜드마크에 기초하여 얼굴 전체(full face) 영역, 눈 주변 영역(periocular) 중 적어도 하나의 영역을 크롭(crop)할 수 있다.The preprocessor 400 may crop at least one of a full face area and a periocular area based on the extracted landmark.
실시예에 따라, 전처리부(400)는 획득한 얼굴 이미지가 마스크를 착용하지 않은 경우, 얼굴 전체(full face) 영역의 이미지를 크롭(crop)하는 전처리를 수행할 수 있다.According to an embodiment, when the acquired face image does not wear a mask, the preprocessor 400 may perform a preprocessing of cropping an image of a full face region.
실시예에 따라, 전처리부(400)는 획득한 얼굴 이미지가 마스크를 착용한 이미지인 경우, 눈 주변 영역(periocular) 이미지를 크롭(crop)하는 전처리를 수행할 수 있다.According to an embodiment, when the acquired face image is an image wearing a mask, the preprocessor 400 may perform preprocessing of cropping a periocular image.
판단부(500)는 전처리부(400)로부터 수신한 이미지 전처리 수행 결과와 데이터 베이스에 기 저장된 이미지와 비교하여 얼굴 전체(full face) 영역 인식, 눈 주변 영역(periocular) 인식 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.The
판단부(500)는 입력된 이미지가 마스크를 착용 여부에 따라 미리 학습된 모델로 등록된 사용자의 데이터베이스에 있는 정보를 그대로 활용하여 일치 및 불일치 여부를 판단할 수 있다.The
실시예에 따라, 판단부는 입력된 이미지가 마스크를 착용하지 않은 경우, 상기 얼굴 전체 영역의 이미지를 상기 데이터 베이스에 기 저장된 사용자 얼굴 이미지와의 일치 및 불일치 여부를 판단할 수 있다.According to an embodiment, when the input image does not wear a mask, the determination unit may determine whether the image of the entire face area matches or does not match the user's face image pre-stored in the database.
실시예에 따라, 판단부는 입력된 이미지가 마스크를 착용한 경우, 상기 눈 주변 영역의 이미지를 상기 데이터 베이스에 기 저장된 사용자 얼굴 이미지와의 일치 및 불일치 여부를 판단할 수 있다.According to an embodiment, when the input image is wearing a mask, the determination unit may determine whether the image of the area around the eye matches or does not match the user's face image pre-stored in the database.
실시예에 따라, 판단부(500)는 입력된 이미지가 마스크를 착용하지 않은 경우, 샴 페이스(Siamese-face )모델을 통해 마스크 착용 이미지(masked images)와 데이터 베이스에 기 저장된 사용자 얼굴 이미지와의 일치 및 불일치 여부를 판단할 수 있다. According to an embodiment, when the input image does not wear a mask, the
실시예에 따라, 판단부(500)는 입력된 이미지가 마스크를 착용한 경우 샴 페리오큘러(Siamese-periocular) 모델을 통해 마스크 미착용 이미지(unmasked images) 와 데이터 베이스에 기 저장된 사용자 얼굴 이미지와의 일치 및 불일치 여부를 판단할 수 있다.According to an embodiment, when the input image is wearing a mask, the
상술한 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법은 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체 상에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체는, 예를 들어 이동형 기록 매체(CD, DVD, 블루레이 디스크, USB 저장 장치, 이동식 하드 디스크)이거나, 고정식 기록 매체(ROM, RAM, 컴퓨터 구비형 하드 디스크)일 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 기록된 상기 컴퓨터 프로그램은 인터넷 등의 네트워크를 통하여 다른 컴퓨팅 장치에 전송되어 상기 다른 컴퓨팅 장치에 설치될 수 있고, 이로써 상기 다른 컴퓨팅 장치에서 사용될 수 있다.The above-described face recognition method robust to wearing a mask may be implemented as a computer-readable code on a computer-readable medium. The computer-readable recording medium may be, for example, a removable recording medium (CD, DVD, Blu-ray disk, USB storage device, removable hard disk) or a fixed recording medium (ROM, RAM, computer-equipped hard disk). can The computer program recorded in the computer-readable recording medium may be transmitted to another computing device through a network such as the Internet and installed in the other computing device, thereby being used in the other computing device.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.In the above, even though all the components constituting the embodiment of the present invention are described as being combined or operated in combination, the present invention is not necessarily limited to this embodiment. That is, within the scope of the object of the present invention, all the components may operate by selectively combining one or more.
도면에서 동작들이 특정한 순서로 도시되어 있지만, 반드시 동작들이 도시된 특정한 순서로 또는 순차적 순서로 실행되어야만 하거나 또는 모든 도시 된 동작들이 실행되어야만 원하는 결과를 얻을 수 있는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정 상황에서는, 멀티태스킹 및 병렬 처리가 유리할 수도 있다. 더욱이, 위에 설명한 실시 예 들에서 다양한 구성들의 분리는 그러한 분리가 반드시 필요한 것으로 이해되어서는 안 되고, 설명된 프로그램 컴포넌트들 및 시스템들은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 제품으로 패키지 될 수 있음을 이해하여야 한다.Although acts are shown in a particular order in the drawings, it should not be understood that the acts must be performed in the specific order or sequential order shown, or that all depicted acts must be performed to obtain a desired result. In certain circumstances, multitasking and parallel processing may be advantageous. Moreover, the separation of the various components in the embodiments described above should not be construed as necessarily requiring such separation, and the program components and systems described may generally be integrated together into a single software product or packaged into multiple software products. It should be understood that there is
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Up to now, the present invention has been looked at focusing on the embodiments thereof. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.
10: 마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템
100: 학습부
200: 입력부
300: 감지부
400: 전처리부
500: 판단부10: Face recognition system that is robust to wearing a mask
100: study department
200: input unit
300: detection unit
400: preprocessor
500: judgment unit
Claims (11)
수집한 이미지 데이터를 라벨링하고, 라벨링한 이미지 데이터를 이용하여 딥러닝 네트워크 모델을 학습하는 학습부;
사용자 얼굴 이미지를 입력하는 입력부;
상기 입력된 얼굴 이미지의 마스크 착용 여부를 감지하는 감지부;
상기 마스크 착용 여부에 기초하여 이미지 전처리를 수행하는 전처리부; 및
이미지 전처리 수행 결과와 데이터 베이스에 기 저장된 사용자 얼굴 이미지를 비교하여 일치 및 불일치 여부를 판단하는 판단부를 포함하는
마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템.
In a face recognition system that is robust to wearing a mask,
a learning unit for labeling the collected image data and learning a deep learning network model using the labeled image data;
an input unit for inputting a user's face image;
a sensing unit for detecting whether a mask is worn on the input face image;
a preprocessor for performing image preprocessing based on whether the mask is worn; and
Comprising a determination unit that compares the image preprocessing result and the user's face image pre-stored in the database to determine whether there is a match or a mismatch
A face recognition system that is robust to wearing a mask.
상기 전처리부는
상기 입력된 사용자 얼굴 이미지가 마스크를 착용하지 않은 경우,
상기 입력된 사용자 얼굴 이미지에서 얼굴 전체 영역의 이미지를 크롭하는
마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템.
According to claim 1,
The preprocessor
If the input user face image does not wear a mask,
Cropping the image of the entire face area from the input user face image
A face recognition system that is robust to wearing a mask.
상기 판단부는
상기 입력된 이미지가 마스크를 착용하지 않은 경우,
상기 얼굴 전체 영역의 이미지를 상기 데이터 베이스에 기 저장된 사용자 얼굴 이미지와의 일치 및 불일치 여부를 판단하는
마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템.
3. The method of claim 2,
the judging unit
If the input image does not wear a mask,
Determining whether the image of the entire face area matches or does not match with the user's face image pre-stored in the database
A face recognition system that is robust to wearing a mask.
상기 전처리부는
상기 입력된 사용자 얼굴 이미지가 마스크를 착용하는 경우,
상기 입력된 사용자 얼굴 이미지에서 눈 주변 영역의 이미지를 크롭하는
마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템.
According to claim 1,
The preprocessor
When the input user face image wears a mask,
Cropping the image of the eye area from the input user's face image
A face recognition system that is robust to wearing a mask.
상기 판단부는
상기 입력된 이미지가 마스크를 착용한 경우,
상기 눈 주변 영역의 이미지를 상기 데이터 베이스에 기 저장된 사용자 얼굴 이미지와의 일치 및 불일치 여부를 판단하는
마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 시스템.
5. The method of claim 4,
the judging unit
If the input image is wearing a mask,
Determining whether the image of the area around the eye matches or does not match the user's face image pre-stored in the database
A face recognition system that is robust to wearing a mask.
수집한 이미지 데이터를 라벨링하는 단계;
라벨링한 이미지 데이터를 이용하여 딥러닝 네트워크 모델을 학습하는 단계;
사용자 얼굴 이미지를 입력하는 단계;
상기 입력된 얼굴 이미지의 마스크 착용 여부를 감지하는 단계;
상기 마스크 착용 여부에 기초하여 이미지 전처리를 수행하는 단계; 및
이미지 전처리 수행 결과와 데이터 베이스에 기 저장된 사용자 얼굴 이미지를 비교하여 일치 및 불일치 여부를 판단하는 단계를 포함하는
마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법.
In the face recognition method robust to wearing a mask,
labeling the collected image data;
Learning a deep learning network model using the labeled image data;
inputting a user's face image;
detecting whether a mask is worn on the input face image;
performing image pre-processing based on whether the mask is worn; and
Comparing the image pre-processing result and the user's face image pre-stored in the database to determine whether there is a match or inconsistency
A face recognition method that is robust to wearing a mask.
상기 마스크 착용 여부에 기초하여 이미지 전처리를 수행하는 단계는
상기 입력된 사용자 얼굴 이미지가 마스크를 착용하지 않은 경우,
상기 입력된 사용자 얼굴 이미지에서 얼굴 전체 영역의 이미지를 크롭하는 단계를 포함하는
마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법.
7. The method of claim 6,
The step of performing image pre-processing based on whether the mask is worn
If the input user face image does not wear a mask,
Cropping an image of an entire face region from the input user face image
A face recognition method that is robust to wearing a mask.
상기 일치 및 불일치 여부를 판단하는 단계는
상기 입력된 이미지가 마스크를 착용하지 않은 경우,
상기 얼굴 전체 영역의 이미지를 상기 데이터 베이스에 기 저장된 사용자 얼굴 이미지와의 일치 및 불일치 여부를 판단하는 단계를 포함하는
마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법.
8. The method of claim 7,
The step of determining whether the match and the inconsistency are
If the input image does not wear a mask,
Comprising the step of determining whether the image of the entire face area matches or does not match with the user's face image pre-stored in the database
A face recognition method that is robust to wearing a mask.
상기 마스크 착용 여부에 기초하여 이미지 전처리를 수행하는 단계는
상기 입력된 사용자 얼굴 이미지가 마스크를 착용하는 경우,
상기 입력된 사용자 얼굴 이미지에서 눈 주변 영역의 이미지를 크롭하는 단계를 포함하는
마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법.
7. The method of claim 6,
The step of performing image pre-processing based on whether the mask is worn
When the input user face image wears a mask,
Cropping an image of an eye area from the input user's face image
A face recognition method that is robust to wearing a mask.
상기 일치 및 불일치 여부를 판단하는 단계는
상기 입력된 이미지가 마스크를 착용한 경우,
상기 눈 주변 영역의 이미지를 상기 데이터 베이스에 기 저장된 사용자 얼굴 이미지와의 일치 및 불일치 여부를 판단하는 단계를 포함하는
마스크 착용에 강인한 얼굴 인식 방법.
10. The method of claim 9,
The step of determining whether the match and the inconsistency are
If the input image is wearing a mask,
and determining whether the image of the area around the eye matches or does not match the user's face image pre-stored in the database.
A face recognition method that is robust to wearing a mask.
A computer program recorded in a computer-readable recording medium executing any one of the face recognition methods robust to the mask wearing of claims 6 to 10.
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KR1020210010283A KR102563153B1 (en) | 2021-01-25 | 2021-01-25 | Method and system for robust face recognition system to wearing a mask |
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JP2020038731A (en) * | 2019-12-12 | 2020-03-12 | 日本電気株式会社 | Image recognition device, image recognition method, and image recognition program |
KR20200084427A (en) | 2018-12-24 | 2020-07-13 | 주식회사 포스코아이씨티 | Face Recognition System for Extracting Feature Vector Using Face Recognition Model Based on Deep Learning |
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2021
- 2021-01-25 KR KR1020210010283A patent/KR102563153B1/en active IP Right Grant
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KR20200084427A (en) | 2018-12-24 | 2020-07-13 | 주식회사 포스코아이씨티 | Face Recognition System for Extracting Feature Vector Using Face Recognition Model Based on Deep Learning |
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